寧東紅墩子煤田煤氣化成漿性能研究

ApldTechnolog應用技術(shù)文章編號: 1674- -9146(2011)06 -0103 -04寧東紅墩子煤田煤氣化成漿性能研究王克義',王德海',郭繼虎",蘆曉芳2(1.中國電力投資集團公司寧夏青銅峽能源鋁業(yè)集團煤炭煤化工分公司，寧夏銀川75001;2.山西農業(yè)大學(xué)文理學(xué)院，山西太谷030801)摘要:在對寧東紅墩子煤田煤全面煤質(zhì)分析基礎上，進(jìn)行了實(shí)驗室料漿制備及成漿性能試驗。通過(guò)對原煤、洗煤和不粘煤等3個(gè)堞樣的添加添加劑、助熔劑及配煤試驗,進(jìn)行了氣化工藝的成漿性能可行性評價(jià)。關(guān)鍵詞:寧東煤;氣化;成漿性中圖分類(lèi)號:TQ531文獻標志碼:A影響煤的成漿性的因素是多方面的,包括煤質(zhì)表1煤質(zhì)分析結果因素(4，添加劑還有制備工藝。對于煤的成漿性項目原煤洗煤不粘煤而言，煤質(zhì)因素是最主要的，各煤質(zhì)因素之間有著(zhù)水分MJ1.271.319.05密切的聯(lián)系。為了能滿(mǎn)足水煤漿氣化工藝的要求,工業(yè)分析灰分Au30.9818.39 10.62/ wt%[揮發(fā)分VJ26.4129.5325.72制漿原料煤的成漿性能要符合- -定的標準。筆者對固定碳FC_41.3450.7754.61寧東北部煤田的煤質(zhì)進(jìn)行了全面的分析,并進(jìn)行了碳C.54.2566.4063.81一系列的成漿性能實(shí)驗，研究其應用于水煤漿氣化元素分析氫H3.504.183.25的可行性。/wt%氮NJ0.911.07 0.60疏St.0.50 0.490.361煤質(zhì)特性分析實(shí)驗氧O.8.1612.31實(shí)驗用煤樣為寧東橫城煤田的原煤及其洗煤,發(fā)熱量0 /kJ.kg122530 | 27 450 24 810以及配煤用不粘煤,按照GB/T 212- -2001, GB/T可磨指數HGI5754 T213- 2003， GB/T 219 -1996，GB/T 220- -2001,變形溫度DT 1460 1430 1050灰熔點(diǎn)| 軟化溫度ST >1500>1500 1070 ]GB/T 474-1996， GB/T 476- -2001，GB/T 483-/C流動(dòng)溫度FT_一1 1101998和GB/T2565-1998等煤炭分析標準對煤樣SiO,53.9151.63 32.88的工業(yè)分析、元素分析、發(fā)熱量、灰成分分析、灰Al,O,35.0234.1013.59熔點(diǎn)分析、化學(xué)反應活性分析以及可磨指數進(jìn)行測灰組成分析Fe:O,1.922.95 14.33CaO3.033.8718.22定。3種煤樣煤質(zhì)特性的分析數據見(jiàn)表1。MgO1.07 1.394.27從表1可看出，原煤應該屬于高揮發(fā)份的氣SO,2.372.749.56煤,有利于氣化;原料煤的水分低，對制漿有利,TiO21.250.77可以提高水煤漿的質(zhì)量濃度;灰分較高，灰熔點(diǎn)較8001.11.216.0高，這對液態(tài)排渣的氣化工藝不利,需要對原料煤850C2.62.827.4900 C4.34.640.8進(jìn)行處理以降低煤的灰熔點(diǎn)。原煤熱值較高,可以化學(xué)反應活性A9509.59.755.8提高氣化爐膛的溫度,對液態(tài)排渣有利;原煤可磨1%10009.620.8性中等，這會(huì )提高運行費用。原煤和洗煤的高灰熔1 0509C39.840.182.2點(diǎn),使其不能單獨作為氣化用原料,需要進(jìn)行配煤. 1100C I56.857.490.1以降低灰熔點(diǎn)。不粘煤的灰熔點(diǎn)相對較低，可以考氣化用煤的反應活性越好越有利于氣化,所慮和原煤或洗煤相配使用。以氣化中國煤化工有一-定要求。各YHCNMHG收稿日期:201009-10;修回日期:2010-10 -13作者簡(jiǎn)介:王克義( 1968- ),男,山東泰安人,碩士,主要從事煤礦生產(chǎn)與加工研究,E- mil:wangdehai126@126.com?？萍紕?chuàng )晰與生產(chǎn)力J2011年6月_總第09期 j -103-應用技術(shù)ApliedTechnoloy煤樣的CO2反應活性(還原率)隨溫度的變化曲線(xiàn)高了煤漿的流動(dòng)性。所以，要制備出成漿性能較好見(jiàn)圖1。的料漿，就必須加入合適的添加劑。2.3添加劑篩 選試驗-第一不粘煤'本實(shí)驗選取了10種添加劑，分別對提供的3-+-洗煤一--原煤種煤樣進(jìn)行了成漿性能的考察，實(shí)驗結果見(jiàn)圖3。1 600-82400-1 20050 800 850 900 950 100010501100 1150 .1 000800-600-圍1煤樣CO2反應活性(還原率)曲線(xiàn)00-l圖1結果顯示，原煤和洗煤的反應活性基本一致，只是在高于1 000 C時(shí)，洗煤的反應活性稍微高于原煤，不粘煤的反應活性明顯高于原煤和洗言言言言言言言言言吾添加劑種類(lèi)煤?？梢钥闯?原煤和洗煤的反應活性偏低，可以3- a 70%質(zhì)量濃度原煤漿考慮配人活性高的不粘煤或加入助溶劑共同氣化。2成漿性能測試1 400-2.1水煤漿的制備田1200-煤粉粒度主要根據煤的反應活性確定。根據水。1000煤漿加壓氣化裝置制合成氣工業(yè)化運行結果認為,所提供煤樣中，原煤和洗煤的制漿煤粉粒度小于7.4x10- (200目)占45%~60%為宜，不粘煤制漿煤粉粒度小于7.4x10~ (200目)占40% -50%為言言言言言言言言言言宜。將原料煤用顎式破碎機粉碎成-定粒度，然后定量加入13 L的實(shí)驗室用球磨機進(jìn)行制粉，根據3-b 67%質(zhì)濃度洗煤漿煤的可磨指數和入磨粒度，控制研磨時(shí)間,得到所1 600L ，需粒度的煤粉。稱(chēng)取上述粒度的煤粉加入自來(lái)水和中1200120添加劑配制不同質(zhì)量濃度的料漿，試驗時(shí)用攪拌器T 0000均化10 min,再測定料漿的各性能參數。8002.2 空白樣(無(wú)添加劑)成漿性能試驗400luMl00稱(chēng)取上述粒度的煤粉加入自來(lái)水配制不同質(zhì)量濃度的料漿空白樣，用攪拌器均化10 min,進(jìn)行成漿性能試驗,結果見(jiàn)圖2。3000一-一原煤一-洗煤一不粘煤3-c 59%質(zhì) 濃度不粘煤漿52 500圈3原煤、 洗煤及不粘煤加入添加劑后的成漿性能旨2 0從圖3可以看出，在3個(gè)煤樣的煤漿改性數據側1 500中CHA-5添加劑對煤漿的流動(dòng)性影響最大，說(shuō)明GHA- -5添加劑對煤漿的改性效果最好，可以考慮利用CHA -5作為水煤漿的添加劑。9055507o煤漿質(zhì)量濃度/%.4 添加劑加入量的篩選試驗圖2煤樣空白樣成漿性能試驗添加劑加入量太少時(shí)，添加劑未能同煤粒完全試驗結果表明:對于所選擇的煤樣，在無(wú)添加作用中國煤化工1當加入量過(guò)多時(shí),劑的情況下，制備的料漿表觀(guān)粘度高、流動(dòng)性差。添加|YHC N M H G有效質(zhì)量濃度相應其中，不粘煤的流動(dòng)性最差，原煤的流動(dòng)性最好，降低， 故添加劑的加入量存在- -個(gè)最佳值。在添加洗煤次之，原因可能是由于原煤灰分較高,從而提劑篩選試驗的基礎上，對所提供煤樣使用CHA-5L SC-TECH NNOVATION & PRODUCTIVTTYNo.6 Jun 2011,Total No.209-數據ApliedTechnology應用技術(shù)添加劑進(jìn)行了加入量的篩選試驗,試驗結果見(jiàn)圖4。600原煤--洗煤-★~不粘煤718002 500, 500-1500 :一* -70%原煤漿士- -67%洗煤裝。倒300--900-59%不 粘煤漿官1500-10兵200-出3005006200405060%0.10.3.50.7 09剪切速率/5-1添加劑加入量/%圖6料漿流變特性曲線(xiàn)圈4添加劑加量試驗曲線(xiàn)3配煤及添加助熔劑試驗由圖4可知，在添加劑加人量為5%左右時(shí),由于原煤和洗煤的灰熔點(diǎn)高，無(wú)法滿(mǎn)足濕法料煤漿的黏結性最低，此時(shí)水煤漿的流動(dòng)性最好，可漿加壓氣化液態(tài)排渣操作對灰熔點(diǎn)的要求，因此對以認為添加劑最佳加入量為5%。高灰熔點(diǎn)煤樣進(jìn)行了添加助熔劑試驗，同時(shí)進(jìn)行了2.5煤樣 成漿性能試驗配煤及添加助熔劑后的成漿性能試驗?；谔砑觿┘凹尤肓康暮Y選試驗結果,對所提3.1 配煤對灰熔點(diǎn)影響試驗供的3個(gè)煤樣使用GHA-5添加劑，加人量為煤量洗煤與原煤混配后，灰熔點(diǎn)(流動(dòng)溫度FT)大的0.5%，選用同樣粒度分布的煤粉,進(jìn)行了成漿于1500C，無(wú)法滿(mǎn)足濕法料漿加壓氣化液態(tài)排渣性能試驗，試驗結果見(jiàn)圖5。操作的要求，仍需添加助熔劑來(lái)降低灰熔點(diǎn);洗煤3 000與不粘煤混配后,隨著(zhù)不粘煤配入比例的增加，灰。2500熔點(diǎn)逐步得到降低，見(jiàn)圖7。從圖7可以看出,當200不粘煤加入量增加到50%時(shí)，配煤灰熔點(diǎn)(FT)為E1 5001 310 C,可滿(mǎn)足濕法料漿加壓氣化液態(tài)排渣操作的至1 000要求。505570 7s1 500r水煤漿濃度/%ζ 1 450-圖5煤樣成漿性能試驗 曲線(xiàn),1400與空白實(shí)驗相對比，添加劑GHA-5的加人能明 1 350大大改善水煤漿的流變性，且能提高水煤漿的質(zhì)量發(fā)1 300-濃度。對于所提供的原煤,實(shí)驗室能制備出質(zhì)量濃1252306070 80度為72%的料漿;對于所提供的洗煤，實(shí)驗室能制不粘煤比例/%備出質(zhì)量濃度為69%的料漿;對于不粘煤,實(shí)驗室圍7洗煤中添 加不同比例的不粘煤樣品的灰熔點(diǎn)能制備出質(zhì)量濃度為61%的料漿。隨質(zhì)量濃度的提3.2添加助熔劑對灰熔點(diǎn)影響試驗高，料漿粘度增大，穩定性得到改善;隨煤粉粒度因所提供的洗煤及洗煤與原煤的混合樣灰熔點(diǎn)的變細(小于7.4x10- (200 目)質(zhì)量分數增加),高，實(shí)驗室進(jìn)行了添加助熔劑、降低灰熔點(diǎn)試驗,料漿表觀(guān)粘度有所增大。助熔劑選用石灰石，試驗結果見(jiàn)圖8。2.6料漿流變特性流變性是料漿的基本特性，對料漿制備、貯1 360--◆洗煤R 1340-存、輸送和霧化具有重要的指導意義。在對所提供1320-甘洗煤/原煤(6/4)的煤種進(jìn)行成漿性能試驗的同時(shí)，對其漿體流變特明1 300秀1280性進(jìn)行了測試，流變特性見(jiàn)圖6。得1 260由圖6可看出，所提供煤樣制備的料漿,其漿1 24005o體均呈非牛頓流體中的假塑性流體特性,隨著(zhù)剪切中國煤化工%EA為樣品總重; .速率的增大，剪切應力增加，表觀(guān)粘度下降，與現DHCNMHG5.51%在工業(yè)化運行的氣化料漿的流變特性- -致，可在濕圖8添加助熔劑 (氧化鈣)對灰熔點(diǎn)的影響法料漿加壓氣化過(guò)程中應用。由圖8可以看出，對于洗煤樣及洗煤/原煤科技創(chuàng )晰與生產(chǎn)力」J2011年6月總第209期」-105-應用技術(shù)Appliea Tchnology(614)混合樣,通過(guò)添加助熔劑均可有效降低其灰制備出質(zhì)量濃度為65%的料漿。熔點(diǎn)。選用石灰石為助熔劑，當助熔劑添加量為4結論30% (CaO/A) 時(shí)，灰熔點(diǎn)均可滿(mǎn)足濕法料漿加壓通過(guò)實(shí)驗室成漿性能的研究認為,對于所提供氣化操作的要求。煤樣，原煤/不粘煤、洗煤/不粘煤添加GHA -5添加3.3 加人助溶劑成漿性能試驗劑、CaO助熔劑后成漿性能符合濕法料漿氣化工藝在對所提供3個(gè)樣進(jìn)行的成漿性能試驗基礎要求，GHA -5最佳添加量為5%,但考慮到原煤灰上，使用GHA-5添加劑，加量為0.5% (煤基),分質(zhì)量分數較高，建議將洗煤灰分控制在15%以助熔劑加量為30% (CaO/A 計),對洗煤樣、洗煤/下。 洗煤與不粘煤混配,添加少量助熔劑或不加助原煤(添加助熔劑)和洗煤/不粘煤的混合樣進(jìn)行熔劑后可用于濕法料漿加壓氣化工藝。了成漿性能試驗。試驗結果見(jiàn)圖9。參考文獻:2500r- - *卜洗煤/ 原煤(6/4)[1] 尉遲唯,李保慶李文,等.煤質(zhì)因素對水煤漿性質(zhì)的影響-●洗煤/不粘煤(5/5)D].燃料化學(xué)學(xué)報,2007,35(2):146-154.p20002] 尉遲唯,李保慶,李文,等.煤的巖相顯微組分對水煤漿性g1500質(zhì)的影響[U].燃料化學(xué)學(xué)報2003,31(5):415-419.B3] 尉遲唯,李保慶,李文,等.中國不同變質(zhì)程度煤制備水煤買(mǎi)500-漿的性質(zhì)研究[].燃料化學(xué)學(xué)報205033(2):156 -160.5870[4] 尉遲唯,李保慶,李文,等.煤孔結構特性對水謀漿性質(zhì)的水煤漿質(zhì)量濃度/%影響分析[].燃料化學(xué)學(xué)報,2006,34(1):5- -9.圖9添加助溶劑對成漿性的影5] 吳國光,郭照冰.水煤漿制漿試驗研究與制備因素分析D0.成漿性能試驗結果表明:對于所提供的洗煤,中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報201,30(6);:543-546.在粒度分布、添加劑加量等相同的情況下，加入助6] 崔鳳祿,王毅,孫遠敬,等.異煤種的精細水煤漿制備及其熔劑與不加助熔劑的料漿相比，其成漿性能有所改威漿性T].潔凈煤技術(shù)206121(1):49-52.善,料漿表觀(guān)粘度有所下降，流動(dòng)性有所變好。洗刀] 劉曉霞,屈睿,黃文紅,等水煤漿添加劑的研究進(jìn)展[].應用化工2008.37(1):101-106.煤與原煤以6/4混配，實(shí)驗室可制備出質(zhì)量濃度為(實(shí)習編輯邸開(kāi)字)70%的料漿，洗煤與不粘煤以5/5混配,實(shí)驗室可On Pulping Performance of Coal Gasification in Ningdong Hongdunzi CoalfieldWANG De- -hai",GUO Ji -hu?,LU Xiao -fang2(1. Coal Energy and Coal Chemical Subsidiary of Ningxia Qingtongxia Aluminum Coal Energy Group ofChina Power Investment Group, Yinchuan 750001 China;2. Arts and Science College of Sbanxi Agricultural University, Taigu 030801 China)Abstract: Based on the coal quality analysis of Ningdong Hongdunzi coalfield, we did the test of laboratory shurry makingand pulping performance.By the coal additives, flux and coal blending tests of raw coal, washed coal and non-caking coal,we put forward feasibility asessment of gasification process.Key words: Ningdong coal; gasification; pulping performance(上接第102頁(yè))Research on Burning Problem of Distribution Transformers Due to WaterSeepageZhao Jin-liang(Fulaerji Power Supply Bureau, Qiqihar Powe中國煤化工) .Abstract: Aiming at the problems of overfiring of transformers for \:YHCN M H G the main reasons, anexpounded danger of water to insulation. Finally, the author introduced test metods, and put torward specific precautionarymeasure.Key words: transformers; distribution transformner, water seepage; overfiring; precautionary measureLSCHTECH INNOVATION & PRODUCTIVITY-數據“Jmn 201, N209_._.